IRD对TS流的处理

高彤鼎

随着需求的增长和技术的改进，专业接收机生产厂家开始注重对TS码流的进一步处理，一台IRD的功能随之增强了许多，已不再局限于输出TS流，可以一并完成解扰和复用等操作。本文将简要地介绍一下IRD对TS流的一些处理。

ASI接口

输出TS码流是IRD的基本功能。在EN50083-9：1997标准中，对ASI接口作了详细的定义。如图1所示，ASI接口引用了SSI（同步串行接口）的分层结构形式，将接口分为三层。ASI所要传送的是进行了字节同步的符合MPEG/DVB标准的并行码流，码流的速率可以是任意的（最高可达45Mbps），但最终输出的TS流则是串行的固定速率为270Mbps的码流。所以字节同步的MPEG并行码流处于整个接口体系的第二层（也是顶层）。

在接口体系的第一层（中间层），输入的每字节8比特数据先变换成10个比特，在EN50083-9：1997标准的附录C中规定了所用的变换码书。比如将00001011（码书中的编号为D11.0）变换为0101011011；将11011110（码书中的编号为D30.6）变换为0111100110。由于输入的MPEG分组数据速率各异，为了使最终的输出速率为270Mbps，需要用填充同步字的办法来进行调整，所选用的同步字在变换码书中也有规定，是特殊字符集中的K28.5，即“逗号”。经过码速调整后的并行码流再变换为速率为270Mbps的串行码流。

在接口体系的第0层（物理层），进行双相标记（Biphase mark）码的信道编码。进行这种编码的目的有三点：一是减少了传输码流中的直流分量，二是便于接收端恢复时钟，三是消除了传输环节特别是接收端对相位的敏感性。信道编码后的串行码就是TS流，然后不要对串行码流进行放大，以提高线路驱动的能力，再经过阻抗适配和耦合适配后输出。

从IRD中输出TS流的过程

上面说过，ASI接口所要传送的是进行了字节同步的符合MPEG/DVB标准的并行码流。在IRD中，MPEG并行码流来自外码译码器即R-S译码器的输出端。如图2所示，IRD接收的载波信号经QPSK解调，再经卷积译码、去交织、R-S译码和能量扩散解扰，输出MPEG并行码流。这一输出码流分成两路，一路送入MPEG-2解码器进行信源解码，以获得数字视频信号，另一路就可经过ASI接口输出TS流。

由图2可以看出，不管MPEG并行码流的内容是什么，均可通过ASI接口原封不动地输出TS流。即使是一台解码标清电视节目的普通IRD，照样可以输出高清电视节目、非数字电视节目抑或是进行了加密授权的节目的TS流。

透明的和加扰的TS流的输出

数字卫星电视节目分为开放接收和条件接收（加密授权）两种情况。有条件接收实际上是对TS流进行了某种形式的加扰。基于TS流的结构和接收机的处理能力，加扰是对若干个字节（通用加扰算法中是8个字节）为一组进行分组处理的。与之相应的TS流就有三种情况：如果TS流中的节目都是开放的，则该TS流都未被加扰；如果TS流中的节目都是有条件接收的，则该TS流全被加扰（每个TS包的包头及自适应字段除外）；如果TS流中有一部分节目是有条件接收的，则对应这部分节目的TS包是被加扰的。相对于全部加扰或部分加扰的TS流，对于未经任何加扰的TS流，通常称为透明的TS流（或称清流）。

根据规定，TS传输包的包头中设置了两个加扰控制比特，如图3所示。设这两个比特为XY，则当XY=00时，表示该TS传输包没有被加扰；当XY=01时，预留作其它用途；当XY=10时，表明是偶密钥；当XY=11时，表明是奇密钥。

在IRD中，对加扰的或部分加扰的TS传输包的解扰过程如图4所示。当识别出包头中的加扰控制字XY≠00时，该TS包需经过解扰处理，从而获得解扰的TS包；当识别出XY=00时，自然不需要进行解扰处理。未加扰的TS包和经过解扰的TS包重新复合起来，所形成的TS流就如同未经加扰的一样。在IRD内部，经过解扰的TS流供后续的MPEG-2解码器继续进行解复用和信源解码。

这样一来，对于具备条件接收能力的IRD，用户可以根据需要方便地选择输出所希望的TS流。可以如图2所示，不管是加扰的、未加扰的或是部分加扰的节目，一概“全直通”地输出。也可以如图4所示，对TS流中加扰的部分，经过解扰之后“透明”地输出。这里“透明”的意思是指去除了加扰，相比之下，只要TS流被全部或部分加扰了就是“非透明”的。

以级联方式进行的

多路TS流的复用

性能更好的IRD还能以级联的方式对多路TS流进行复接。以这种工作模式，几台IRD级联起来，就能起到一台复用器的作用，从而以相对廉价的IRD取代较昂贵的复用器，经济上比较划算。

IRD实现TS流复接的工作过程如图5所示。这里的IRD有一个ASI输入口，用来输入TS流。输入的TS流可以来自另一台IRD，也可以来自其它设备，如编码器或复用器。输入的TS流先还原成字节同步的MPEG并行码流，还原的过程如下：输入的TS流先经过串并变换，再进行位同步和字节对齐处理，然后经过10比特到8比特的数据变换，得到速率为27M的并行输出码流，再从27M并行码流中删除掉填充的K28.5特殊字符，最后从并行的有效数据中提取出188或204字节的同步信号生成帧同步信号，同时生成并行码流的时钟和有效数据，得到字节同步的MPEG并行码流。还原的MPEG并行码流与IRD自己接收的字节同步的MPEG并行码流经过复用之后，汇成新的TS流输出。

复用过程中一个重要的步骤是PSI信息的过滤和重建。这是不难理解的，因为IRD接收的TS传输包与输入的TS传输包的有些PSI信息可能有冲突（比如某两套节目的PID码有可能是相同的），这样会最终影响解码电路的正常工作。所以有必要对PSI信息进行重建。通过对PSI信息的过滤还可去除TS流中某些不打算复用的节目，起到选择节目的作用。

图6所示的是多台IRD级联时的连接，最终输出的是经过过滤选择的多套节目复接后的TS流。这一TS流可直接进入数字有线或地面播出系统的信道调制器，省去了复用器却实现了复用的功能。

当然，级联的方式也有其缺点。从图6中不难看出，当其中的某一台IRD出现故障时，会导致播出的中断，如果换上一台新的IRD，则需要花些时间进行设置，而这会导致中断时间的延长。因此，级联的IRD不宜过多，以两三台为好，再多的话就不如使用复用器了。